NO124349B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av magnetisk-anisotrope permanent-magneter som har en krystall-tekstur.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til fremstilling av magnetisk-anisotrope permanent-magneter med en krystall-tekstur som består av en legering av 15—42 pst. Co, 10—20 pst. Ni, 6—10 pst. Al, 0—8 pst. Cu og 0—10 pst. Ti og Fe, og som har i og for seg kjente forbedrede magnetiske egenskaper ved krystall-orien-tering og oppfinnelsen karakteriseres ved at legeringen i smeltet tilstand ifølge en i og for seg kjent fremgangsmåte, tilføres den øvre ende av et rør og i fast tilstand i form av en stav fjernes fra den nedre ende av røret, idet temperaturfordelingen i røret og den hastighet hvormed staven trekkes ut vellges således at det oppnås en aksial krystalltekstur og dermed de forbedrede magnetiske egenskaper, idet rørets indre vegg består av et keramisk, oksydisk materiale ved hjelp av hvilket det mest mulig

hindres en forstyrrende innvirkning på eller reaksjon med den flytende legering, som f. eks. berylliumoksyd, toriumoksyd eller lignende, hvoretter staven, som forlater røret, føres gjennom et magnetfelt hvis retning forløper parallelt med stavens akse.

Den ovennevnte «i og for seg kjente fremgangsmåte» anvendes for ikke-permanent-magnetiske materialer, hos hvilke det riktignok ble fastslått en viss krystall-tekstur, som imidlertid på grunn av sin natur ikke bevisst kunne anvendes til for-bedring av disse materialers teknologiske egenskaper, da en slik krystalltekstur ikke leverer noen bidrag hertil, tvert imot blir de ønskede teknologiske egenskaper oftest påvirket i uheldig retning. Hvis mulig ville man derfor fortrinnsvis unngå at det opp-trådte noen krystalltekstur. Ved «ønsket krystalltekstur» menes i det foreliggende tilfelle en krystallorientering som er gun-stig for de magnetiske egenskaper. Spesielt forstås herunder en krystallorientering hvor en (100)-flate og fortrinnsvis også en

(100)-retning ligger parallelt med stavens

akse; i begge tilfelle skal det unngås at en

(111)-retning parallelt med stavens akse.

Dette er av vesentlig betydning, da det ble fastslått at de magnetiske egenskaper i

(111)-retningen er dårligere enn i en (110) -

retning og den sistnevnte igjen er ugunsti-gere enn i en (100)-retning. Ved den fortrinnsvis tilstrebede tekstur unngås det og-så at en (110)-retning ligger parallelt med stavens akse.

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan man ikke bare oppnå bedre magnetiske egenskaper enn hos et teksturfritt materiale, men det blir dessuten mulig å oppnå en hittil ikke kjent, praktisk talt kontinuerlig fremstilling av stavformig permanent-magnetisk materiale med den ovennevnte krystalltekstur direkte fra smeltet materiale, hvilket har stor økonomisk betydning. På denne måte er det nemlig mulig å omsette alt det smeltede materiale direkte og nesten fullstendig til det ønskede produkt, hvilket altså vil si at man utnytter materialet praktisk talt 100 pst. Dessuten kan fremstillingen skje under stadig ensblivende forhold slik at det kan oppnås en reproduserbar krystalltekstur og dermed reproduserbare magnetiske egenskaper. Sammenlignet med allerede kjente krystallorienterte magneter behøver disse egenskaper ikke å være bedre. Det ved oppfinnelsen oppnådde fremskritt ligger nemlig i første rekke i den større økonomi og i den større reproduserbarhet sammenlignet med de eldre fremgangsmåter, slik at det bl. a. blir mulig å fremstille magneter med en (BH)ni.lks-verdi som hittil ikke kunne fremstilles på reproduserbar og økonomisk brukbar måte. Den praktiske anvendelse av slike magneter var derfor hittil liten.

Den ovennevnte krystalltekstur ved hvilken en (100)-flate ligger parallelt med stavens akse, kan oppnås derved at røret kjøles på en slik måte at legeringens stiv-ningsvarme bortledes i det vesentlige i radiell retning, slik at det i staven oppstår en tilsvarende radiell krystalltekstur.

Den ovennevnte fortrinnsvis ønskede krystalltekstur ved hvilken en (100)-retning ligger parallelt med stavens akse kan oppnås derved at røret på i og for seg kjent måte opphetes ved hjelp av ekstra midler på en slik måte at legeringens stivnings-varme bortledes iallfall i det vesentlige ak-sielt, slik at det i staven fremkommer en tilsvarende krystalltekstur. For å forhøye virkningen kan det være ønskelig å avkjøle staven ved hjelp av ekstra midler, idet den forlater røret.

Oppnåelsen av krystalleksturen kan dessuten begunstiges derved at man ved fortløpende smeltning og støpning av et stykke stavformet materialle av den ønskede sammensetning og med den ønskede tekstur, fortrinnsvis går ut fra et stykke stavformet materiale i form av en enkeltkry-stall som har den fortrinnsvis ønskede krystallorientering. En ende av dette stavstyk-ke danner hodet av den lange stav som skal fremstilles i henhold til oppfinnelsen og blir ikke smeltet; til den annen ende til-føres den allerede nevnte kontinuerlige strøm av flytende materiale.

I begge tilfelle kan staven eller deler som er skåret av denne bli behandlet, for å oppnå den magnetiske anisotropi, direkte i tilslutning til støpeoperasjonen for herdning i et magnetfelt, hvis retning svarer til stavens aksiale retning. Man benytter fortrinnsvis en i en eneste innretning utført fremgangsmåte, da man på denne måte sparer energi og arbeidstid.

I henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen, spesielt for fremstilling av titan-holdige permanentmagneter, blir det for rørets innervegg valgt et materiale som er sådant at en forstyrrende reaksjon mellom rørveggen og den flytende legering i mest mulig grad unngås. Slikt materiale er f.eks. berylliumoksyd, toriumoksyd eller titan - karbid som ikke reagerer med den titan-holdige legering, slik at krystallteksturen ikke påvirkes uheldig.

Omenn det prinsipielt er mulig å trekke staven kontinuerlig ut fra røret er det spesielt ved fremstilling av magneter med aksial tekstur fordelaktig å la bortføringen av staven foregå diskontinuerlig, da man derved får den ønskede krystalltekstur i bedre grad ved stavens overflate.

I mange tilfelle er det ønskelig å be-skytte legeringen i smeltet tilstand mot kjemisk angripende gasser, spesielt surstoff. Dette kan f. eks. skje ved at man smelter i en atmosfære av argon, helium eller vann-stoff.

En magnet med en diameter av 10 mm og som har en radiell tekstur og som ble fremstillet derved at staven ble trukket kontinuerlig ut med en hastighet på ca. 1 cm pr. minutt fra et vannavkjølt rør, hadde ved en sammensetning på 24 pst. Co, 14 pst. Ni, 8 pst. Al, 3 pst. Cu og resten Fe etter den nødvendige varmebehandling en (BH)m.lkB-verdi på 5,7 x 10" ved en H(. på 610 Ørsted og en remanens på 13.400 Gauss. Disse verdier er allerede betydelig bedre enn de tilsvarende verdier hos teksturløse magneter av samme sammensetning.

En magnet med en diameter på 20 mm som hadde en aksial tekstur og som ble fremstillet derved at staven med interval-ler på 1 min. ble trukket ca. y2 cm ut av det ekstra opphetede rør, hadde ved en sammensetning på 24 pst. Co, 14 pst. Ni, 8 pst. Al, 3 pst. Cu og resten Fe etter den nødvendige varmebehandling, en (BH)m,lkii-verdi på 6,9 x IO" ved en koersitivkraft på 700 Orsted og en remanens på 13.800 Gauss.

Når det anvendes en legering med 2—8 pst. Cu og 4—10 pst. Ti, er det ønskelig å herde legeringen isotermisk i et magnetfelt i et område på 10—70°C under Curietem-peraturen.

Hvis ennvidere tverrsnittsdimensjonen av staven som inneholder Cu og Ti er så store at staven ikke kan avkjøles tilstrek-kelig hurtig, er det ønskelig at staven fra en temperatur på over 1200°C til ca. 600°C underkastes innvirkning av et magnetfelt, hvoretter man likeledes i et magnetfelt atter oppheter staven til det nevnte temperaturområde på 10—70°C under Curie-temperaturen.

En i henhold til oppfinnelsen fremstillet magnet med en diameter på 20 mm,

en aksial krystalltekstur og en sammensetning på ca. 34 pst. Co, 14,5 pst. Ni, 7 pst.

Al, 4,5 pst. Cu, 5 pst. Ti og forøvrig Fe,

hadde etter ovennevnte behandling en

(B<H>)maks-verdi på 7,7 x 10° ved en koersitivkraft på 1475 Ørsted og en remanens på

10,400 Gauss.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av

magnetisk-anisotrope permanent-magneter med en krystalltekstur som består av en legering av 15—42 pst. Co, 10—20 pst. Ni, 6— 10 pst. Al, 0—8 pst. Cu og 0—10 Ti og Fe, og som har i og for seg kjente forbedrede magnetisk egenskaper ved krystallorientering, karakterisert ved at legeringen i smeltet tilstand ifølge en i og for seg kjent fremgangsmåte tilføres den øvre ende av et rør og i fast tilstand i form av en stav fjernes fra den nedre ende av røret, idet temperaturfordelingen i røret og den hastighet hvormed staven trekkes ut velges således at det oppnås en aksial krystall-tekstur og dermed de forbedrede magnetiske egenskaper, idet rørets indre vegg består av et keramisk, oksydisk materiale ved hjelp av hvilket det mest mulig hindres en forstyrrende innvirkning på eller reaksjon med den flytende legering, som for eks. berylliumoksyd, toriumoksyd eller lignende, hvoretter staven, som forlater røret, føres gjennom et magnetfelt hvis retning for-løper parallelt med stavens akse.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at staven føres ut diskontinuerlig fra røret.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 og 2, karakterisert ved at legeringen i smeltet tilstand beskyttes mot kjemisk angripende gasser, f. eks. ved anvendelse av en inert gassatmosfære.

4. Fremgangsmåte ifølge en av de fore-gående påstander, karakterisert ved at staven som forlater røret deretter føres gjennom et magnetfelt hvis retning for-løper parallelt med stavens akse.

5. Fremgangsmåte ifølge en av de fore-gående påstander, hvor legeringen inneholder 2—8 pst. kobber og 4—10 pst. titan, karakterisert ved at det i magnetfeltet foregår en isoterm herdning i et område fra 10—70°C under Curie-temperaturen.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 5, karakterisert ved at staven underkastes en magnetfeltbehandling med en temperatur på over ca. 1200 til ca. 600°C, hvoretter likeledes i et magnetfelt staven opphetes til det nevnte temperaturområde fra 10—70°C under Curie-temperaturen.

7. Anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 4, karakterisert ved at apparatet for behand-lingen i magnetfeltet danner en enhet med den øvrige del av anordningen.